Abschlussbericht - Fachzentrum Klimawandel Hessen - Hessisches ...

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INKLIM 2012 – Baustein II Abschlussbericht Die klimatisch bedingten regionalen Veränderungen der Neubildung gegenüber der Referenzperiode lassen sich am anschaulichsten in Form von Differenzenkarten visualisieren (Abb. 5). Links sind die regional differenzierten Änderungen der Grundwasserneubildung des Dezenniums mit der geringsten landesweiten Zunahme, rechts mit der größten landesweiten Zunahme dargestellt. Obwohl für das Dezennium 2021-2031 im Landesmittel die Grundwasserneubildung um fast 16 % zunimmt, sind im Süden und Nordosten Hessens Gebiete mit einer Abnahme der Grundwasserneubildung zu erkennen. Für das sehr feuchte Dezennium 2041- 2050 ist mit einer deutlichen Zunahme der Grundwasserneubildung in fast allen Regionen Hessens zu rechnen. Gebiete mit hohen Zunahmen in der Neubildung sind neben Mittelgebirgsregionen im Odenwald, Spessart und Vogelsbergbereich auch landwirtschaftlich intensiv genutzte Bereiche wie Hessisches Ried, Wetterau, Limburger Becken und Kasseler Graben. Auswirkungen des Klimawandels Die vorliegenden Ergebnisse machen deutlich, dass die für Hessen prognostizierte Klimaänderung einen wesentlichen Einfluss auf die Grundwasserneubildung ausüben wird. Im Landesmittel zeigen die Berechnungen eine deutliche Erhöhung der Grundwasserneubildung (ca. 25 % zur Referenzperiode, Spannbreite 16 bis 34 %). Ein wesentliches Ergebnis der Modellrechnung ist, dass das Auftreten von Trockendezennien (wie 1971-1980) zukünftig immer unwahrscheinlicher erscheint. Lediglich im Nordosten von Hessen sind Gebiete mit verringerter Grundwasserneubildung zu erkennen. Die zukünftigen mittleren Verhältnisse hinsichtlich der Grundwasserneubildung im betrachteten Zeitraum von 2011 bis 2050 entsprechen etwa den Grundwasserneubildungsraten ausgesprochener Nassperioden in der Vergangenheit (1981-1990). Nitratverlagerung/Grundwasserbeschaffenheit Die prognostizierten Klimaveränderungen (feuchte, milde Winter und trockene wärmere Sommer) würden bedingen, dass während der Sommermonate die Nitratbildung trotz hoher Temperaturen durch die geringe Bodenfeuchte nahezu zum Stillstand kommt. Im Herbst, bei Wiederbefeuchtung des Bodenkörpers und noch relativ hoher Bodentemperatur, kann es allerdings zu einer verstärkten N-Mobilisation aus der organischen Bodensubstanz und damit zu einer verstärkten Anlieferung von Nitrat kommen. Damit würde die Nitratanlieferung in eine Zeit fallen, in der das Pflanzenwachstum weitgehend abgeschlossen ist und somit nur ein geringer Entzug durch den Pflanzenaufwuchs gegeben wäre. Die Folge wäre eine erhöhte Nitratanreicherung im Oberboden. Da durch die prognostizierte Erhöhung der Winterniederschläge mit einer erhöhten Grundwasserneubildung zu rechnen ist, ist daher von einer erhöhten Nitratverlagerung auszugehen. Durch diese Mechanismen könnten selbst Böden, die ein hohes Nitratrückhaltevermögen aufweisen (z. B. Lössböden der Wetterau), in Zukunft vermehrt zu Eintrag von Nitrat in den Grundwasserleiter beitragen. Gleichfalls ist zu erwarten, dass die landwirtschaftliche Beregnung im Sommerhalbjahr intensiviert werden wird. Dies betrifft sowohl die Anzahl der Beregnungsgaben pro Jahr als auch die Ausweitung der Beregnungsflächen. Mit dieser Entwicklung wäre eine erhebliche Zunahme des Wasserverbrauchs im Agrarbereich verbunden. Durch eine erhöhte Grundwasserneubildung ist ebenfalls ein verstärktes Auslaugen von Schadstoffen denkbar. Dies könnte eine verstärkte Verlagerung von Schadstoffen in den Grundwasserraum zur Folge haben. In der Abb. 6 werden die einzelnen Auswirkungen im Zusammenhang illustriert. Andererseits führt eine Erhöhung der Grundwasserneubildung zu Verdünnungseffekten, die alle Wasserinhaltsstoffe betrifft und somit gegebenenfalls zu einer „Verbesserung“ der Grundwasserqualität beitragen kann (falls nur die Konzentration der 20
Abschlussbericht INKLIM 2012 – Baustein II Stoffe betrachtet wird). Bei der Betrachtung von zeitlichen Entwicklungen hinsichtlich der Grundwasserqualität muss dieser Aspekt in Zukunft wesentlich stärker berücksichtigt werden. Klimaveränderung •Temperaturerhöhung, Winterniederschlag steigt, Sommerniederschlag nimmt ab Landnutzung •Verlängerte Vegetationsperiode •Wachstumsstillstand im Sommer •Wasserstress •Waldbrandgefahr •Nutzungsänderungen Boden •N-Freisetzung im Sommer wegen Wasserstress gering •N-Freisetzung im Herbst steigt •Vermehrte Nitratauswaschung im Winterhalbjahr •Erosionsgefahr steigt im Winterhalbjahr Grundwasserneubildung Anstieg durch Umverteilung der Niederschläge Grundwasserstände •Anstieg •Vernässungen Abflussregime •Mittlere Hochwasserabflüsse steigen Abb. 6: Mögliche Auswirkungen der Klimaänderung Wasserwirtschaft/Grundwasserstände Grundwasserbeschaffenheit •Verdünnungseffekte durch erhöhte GWNB •Erhöhtes Verlagerungsrisiko Wasserversorgungsstruktur •Trockenfallen von Quellen •Dezentrale Wasserversorgung gefährdet Für die dezentrale Wasserversorgung von Gemeinden könnte der prognostizierte Rückgang der Sommerniederschläge negative Auswirkungen haben. Insbesondere Quellen, die zur Trinkwasserversorgung herangezogen werden, könnten während der Sommermonate in ihrer Schüttung stark nachlassen, so dass die Trinkwassergewinnung erheblich beeinträchtigt wäre. Dies wäre vor allem in Gebieten mit geringem Speicherpotenzial für Grundwasser der Fall. In Lockergesteinsgebieten mit ihrem wesentlich höheren nutzbaren Hohlraumvolumen und somit auch größerer Pufferkapazität als in Festgesteinsregionen dürfte dieser negative Effekt keine Rolle spielen, im Gegenteil wird hier das Grundwasserdargebot positiv beeinflusst werden. Davon würden vor allem Großwasserwerke, die insbesondere in Südhessen für die zentrale Wasserversorgung eine bedeutsame Rolle spielen, profitieren. Mit der Erhöhung der Grundwasserneubildung geht gleichzeitig eine Erhöhung der Grundwasserstände einher. Es muss jedoch beachtet werden, dass die simulierten Klimadaten keine Aussage über die Häufung von extrem nassen Jahren bzw. trockenen Jahren erlauben. Diese Abfolge bestimmt jedoch sehr stark die tatsächliche Ausprägung der Grundwasserstände bzw. von extremen Hoch- und Niedrigständen des Grundwassers. Als wahrscheinlich wird angenommen, dass sich die bereits vorhandenen Vernässungsflächen ausdehnen werden bzw. die Häufigkeit von Vernässungen in Zukunft zunimmt. Dies kann zu erheblichen Beeinträchtigungen der gegebenen Landnutzung führen. Ackerflächen könnten infolge der Vernässung nicht termingerecht bestellt werden, Biotope könnten durch extremer werdende Grundwasserstandsänderungen in Stresssituationen geraten und Waldgebiete längere Zeiten im Jahr Staunässe erfahren. Ebenfalls ist eine Zunahme von Vernässungsschäden an Gebäuden zu erwarten. Das Auftreten feuchter Keller, Tiefgaragen und überschwemmter Unterführungen könnte in grundwasserbeeinflussten Regionen räumlich und zeitlich eine Anhäufung erfahren. 21
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